實驗教學(xué)法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用

■甘肅省玉門市第一中學(xué) 趙 靜

當(dāng)前的高中地理教學(xué)主要包含了幾個方面的內(nèi)容，包括自然地理、人文地理和區(qū)域地理，不同的知識模塊對學(xué)生的思維能力也有著不同的要求。地理學(xué)科本身具有綜合性和開放性的特點，實踐特征顯著，因此通過實驗教學(xué)法可以讓學(xué)生強化知識獲取的廣度和深度，增進對知識的認識。本文也將圍繞實驗教學(xué)法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用方式進行分析和討論。地理實驗教學(xué)能溝通理論教學(xué)和實踐教學(xué)，一方面促進了理論和實踐的深度結(jié)合，另一方面體現(xiàn)出了地理學(xué)科的應(yīng)用價值。高中地理教學(xué)應(yīng)該突出學(xué)生的自主性從而提升地理教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生的主體參與意識，強化學(xué)生對地理知識的遷移和應(yīng)用。未來的地理學(xué)科將圍繞學(xué)生的觀測能力與考察能力等進行綜合評價，開展具有開放性的實驗教學(xué)本身也是重要的教學(xué)方法和教學(xué)途徑。

一、實驗教學(xué)法在高中地理教學(xué)中應(yīng)用的基本原則

（一）科學(xué)性原則

地理實驗本身需要通過一定的儀器和工具模擬地理現(xiàn)象和相關(guān)的演變過程，因此最基本的要求就是要保持科學(xué)性?？茖W(xué)的地理模擬實驗應(yīng)該具備幾個不同的條件和要求，具體來說：首先是實驗所呈現(xiàn)出的原理必須準確，并且模擬的地理現(xiàn)象能與真實的地理現(xiàn)象符合；其次是通過實驗?zāi)茏寣W(xué)生得出正確的結(jié)論；最后則是設(shè)計實驗相關(guān)的儀器要科學(xué)合理，防止因外界因素干擾而失敗。如果其中一項因素出現(xiàn)異常，則需要對內(nèi)容進行調(diào)整和修改，在基本滿足要求的設(shè)計思路下保障整個實驗細節(jié)的準確性，這樣才能保證實驗教學(xué)的良好效果。

（二）可行性原則

可行性，顧名思義指的是地理實驗教學(xué)法需要具備可操作性，教師可以讓學(xué)生通過觀察的方式獲取實驗材料完成實驗過程。教師在開展實驗教學(xué)法時必然會用到某些專業(yè)的材料和工具，甚至是通過計算機和地理信息技術(shù)軟件等。由于很多學(xué)生對地理現(xiàn)象以及地理現(xiàn)象的形成過程、規(guī)律并不了解，且地理教學(xué)中能開展的各類實驗也以人文實驗為主，學(xué)生也無法通過肉眼直接觀察到地理信息特征。因此，可行性的實驗教學(xué)將成為學(xué)生獲取知識的主要渠道。

（三）開放性原則

時代的發(fā)展讓人們開始重新審視教育模式和學(xué)生之間的關(guān)系，特別是經(jīng)濟的發(fā)展和信息時代的來臨，使世界范圍內(nèi)的各個國家開始對傳統(tǒng)的、滯后的教育模式的改革措施進行分析，且改革的共同方向是關(guān)注實驗教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的動手、實踐能力，是國際范圍內(nèi)地理教學(xué)改革的基本方向。傳統(tǒng)的地理教育模式弊端不斷出現(xiàn)，現(xiàn)代社會的開放性也讓地理信息技術(shù)和地理觀念的轉(zhuǎn)變成為時代發(fā)展的必然趨勢。教師要學(xué)會利用教材，開發(fā)實驗，幫助學(xué)生完成知識的理解和掌握。在課程改革的背景要求下，地理實驗教學(xué)法的開放性要求更加突出，不再單純局限于教師一方開展實驗演示內(nèi)容，而是強調(diào)讓學(xué)生主動參與其中，發(fā)掘并分析其中的有趣地理現(xiàn)象、地理問題，然后以現(xiàn)有的材料設(shè)備設(shè)計地理模擬實驗，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題最后解決問題。例如，在學(xué)習(xí)有關(guān)自然資源的知識點時，學(xué)生可以圍繞某一個地區(qū)的自然狀態(tài)和資源特征進行角色模擬，通過計算機或其他手段關(guān)注人類的現(xiàn)實生活。教師也可以以社會資源為載體充分挖掘生活中的地理現(xiàn)象，從而對研究對象展開系統(tǒng)和連續(xù)性的實驗過程，正確地掌握所要研究的內(nèi)容，概括出地理知識和原理的認識過程，幫助學(xué)生鞏固知識點。

二、實驗教學(xué)法在高中地理教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

近年來，廣大教師一直都在不斷進行課堂教學(xué)方法的探索與創(chuàng)新，實驗教學(xué)法便是其中一種。經(jīng)過實踐探索，實驗教學(xué)法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了理論教學(xué)與實踐活動的有效融合，使該學(xué)科的應(yīng)用價值更加突出，這無疑使學(xué)生更好地認識到了地理學(xué)科的重要性，更加重視對這些學(xué)科的學(xué)習(xí)?，F(xiàn)將實驗教學(xué)在高中地理教學(xué)應(yīng)用環(huán)節(jié)需要注意的問題進行如下闡述。

（一）更新教學(xué)觀念，突出實驗功能

地理教學(xué)的觀念更新是當(dāng)前地理教學(xué)改進的主要方向之一，特別是在地理課程改革的背景下，要想推動實驗教學(xué)法的改革，一定要做的就是更新教師的教學(xué)觀念，不再單純地通過知識講授的方式進行內(nèi)容學(xué)習(xí)，而是重視學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教師自身要意識到模擬實驗內(nèi)容在教學(xué)環(huán)節(jié)的地位和功能，然后選擇其中可操作性比較強的部分知識點突出原有的教育教學(xué)功能。近年來越來越多的教師開始關(guān)注地理實驗，并且對某些課程內(nèi)容進行實驗性設(shè)計。例如，在必修一的教材中，雖然可以進行實驗的內(nèi)容比較少，但教師仍然可以以某些關(guān)鍵知識點為切入點設(shè)計實驗。如《大氣的水平運動》中，一直以來的教學(xué)難點就是學(xué)生對風(fēng)原理的理解和掌握，而這一方面的相關(guān)知識可以直接在課堂內(nèi)進行實驗，所需的材料只有溫度計和布條。教師可以先讓學(xué)生測定教室內(nèi)和教室外的溫度并做好記錄，然后將布條掛在窗戶上，觀察現(xiàn)象。由于教室內(nèi)的溫度會比教室外的溫度更高，打開窗戶之后室外的冷空氣進入室內(nèi)后，布條朝著室內(nèi)的方向運動，讓大氣從高氣壓區(qū)朝著低氣壓區(qū)做水平運動最終形成了風(fēng)?？梢钥吹街T如此類的實驗內(nèi)容設(shè)計非常簡單，但核心內(nèi)容在于教師需要將實驗過程作為基礎(chǔ)教學(xué)組成部分，而不是單純將其作為驗證地理理論知識的方式。

（二）開展實驗教學(xué)法，發(fā)揮學(xué)生主體性

新課程標準強調(diào)將學(xué)生作為教學(xué)主體，并且大多數(shù)教師應(yīng)該承擔(dān)起引導(dǎo)者和輔助者的角色，幫助學(xué)生完成實驗過程，讓學(xué)生真正成為實驗開展的主要操作者。這樣一來，學(xué)生不僅可以在課堂上開展實驗，也可以在課堂之外開展相關(guān)的實驗。實驗教學(xué)法的核心在于引導(dǎo)學(xué)生觀察生活和自然中的地理元素，然后將其與教材內(nèi)的知識結(jié)合。地理實驗教學(xué)應(yīng)符合學(xué)生的認知特點，讓學(xué)生能積極思考并且應(yīng)用地理知識和地理技能解釋生活中的常見問題。

例如，在學(xué)習(xí)經(jīng)緯度的有關(guān)知識時，教師就可以讓學(xué)生利用身邊的一些簡易工具進行經(jīng)度計算。教師可以讓學(xué)生在中午時間段將一根棍子插入土中或沙坑中，對棍子的影子位置做好標記，并且每隔5分鐘進行一次觀測，做好影子標記。之后將不同的標記連接起來可以組成一段弧線，選擇弧線當(dāng)中最近的點位，然后用尺子將該點位和棍子插在地上的點位連接，這一條直線就可以被視作經(jīng)線。把影子最短時的時間和正午12時的差值進行計算之后，就可以推算出實驗所在區(qū)域的大概經(jīng)度。

從實驗原理來看，由于每日的正午太陽高度最大且日影最短，中國處于北半球，影子為南北向投影，影子可以被視作經(jīng)線。而經(jīng)度每差1度，時間大約相差4分鐘，北京的經(jīng)度是120°E，按照正午地方時和北京時間的差異就可以推算出大致經(jīng)度。可以看出，地理實驗教學(xué)法不僅局限在課堂和教材內(nèi)部，還存在于社會、自然中，如果能引導(dǎo)學(xué)生認真觀察生活并強化自身體驗，就能了解地理問題，再使用一些常見的地理資源和自然資源完成實驗過程。

（三）地理資源的有效開發(fā)

地理資源包括可以利用的教材、設(shè)備以及儀器，實驗儀器設(shè)備也是實驗教學(xué)法開展時所需的物質(zhì)條件。教育信息化前提下，需要應(yīng)用現(xiàn)有的地理實驗資源和教材內(nèi)容的具體特征做好資源的開發(fā)和規(guī)劃，讓實驗內(nèi)容可以符合實際教學(xué)狀況?？紤]到地理課時要求與內(nèi)容要求，教師應(yīng)盡量避免模擬實驗內(nèi)容之間出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象。

例如，在學(xué)習(xí)大氣的相關(guān)知識時，會涉及季風(fēng)、熱力環(huán)流、海陸熱力性質(zhì)等，但這些知識點的實驗內(nèi)容存在交叉之處，都涉及地面熱量不均和大氣運動的相關(guān)內(nèi)容?？紤]到這一要求，教師可以將這些知識點串聯(lián)起來，再設(shè)計一個綜合性的模擬實驗，就可以得到一個實驗結(jié)論，且這一實驗結(jié)論可以被應(yīng)用于后續(xù)的知識點學(xué)習(xí)過程中。

舉個例子，教師在燒杯中分別裝入自來水和黏土，用溫度計得到溫度數(shù)據(jù)之后，利用酒精燈加熱兩個燒杯，5分鐘之后記錄溫度數(shù)值，了解黏土和自來水溫度的差異和產(chǎn)生差異的原因。這樣一來，就可以讓學(xué)生從實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果中總結(jié)知識點的客觀規(guī)律。教師還可以將這一部分的知識和內(nèi)容制作為微課等，在豐富實驗資源的同時逐步建立資源素材庫，從中獲取那些可供借鑒和參考的模擬實驗元素內(nèi)容。地理學(xué)科具有綜合性特征，在某些特殊情況下還可以利用其他學(xué)科的資源進行深度開發(fā)，提升實驗教學(xué)的整體水平。

教師在平時的教學(xué)過程中還可以親自動手制作一些器材，包括地理模型等，如可以使用泡沫塑料制作等高線模型，利用礦泉水瓶和沙子等制作流水和沉積物實驗的基本器材。制作過程可以讓學(xué)生參與其中，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（四）課內(nèi)外實驗的有序配合

地理學(xué)科的課內(nèi)實驗和課外實驗可以形成配合，打造更加高效的地理課堂。教師需要在有限的時間內(nèi)突出地理實驗的典型性特征，一方面涵蓋重難點內(nèi)容，另一方面對有關(guān)的知識做好總結(jié)和提煉。典型的地理實驗可以讓學(xué)生對地理現(xiàn)象以及地理現(xiàn)象的形成過程產(chǎn)生深刻印象，并且通過實驗完成相關(guān)知識的遷移。必要時，教師還可以利用比較充足的課外實驗開展實驗。如學(xué)習(xí)水土流失的有關(guān)知識時，為了掌握不同影響因素對水土流失的影響，教師可以將學(xué)生劃分為不同的小組，分別負責(zé)實驗變量，改變植被率、坡度、水量等，之后得到不同的實驗結(jié)果。

又如，在水土流失的有關(guān)實驗中，可以讓學(xué)生通過實驗將抽象的理論形象化，以直觀的方式進行呈現(xiàn)，強調(diào)學(xué)生的親身經(jīng)歷和積極參與程度。水土流失本身作為區(qū)域綜合治理知識的重要組成部分，學(xué)生需要通過實驗了解地表植被降水強度、降水時間、土質(zhì)狀況等關(guān)鍵參數(shù)，準確理解水土流失的原因，并在此基礎(chǔ)上強調(diào)人為原因是引起水土流失的典型因素，再通過實驗判斷如何正確治理水土流失。除了前文提到的實驗內(nèi)容之外，學(xué)生還可以改變降水狀況，分析小雨和大雨狀態(tài)下的地表特征與降水時間之間的差異，或是選擇黃土和沙土作為研究依據(jù)。教師可以讓學(xué)生分組之后按照預(yù)設(shè)方案開展對比實驗，例如兩組成員分別負責(zé)降水狀況和水土流失的影響實驗和土壤狀況對水土流失的影響實驗。這些實驗結(jié)果可以記錄下來并且制作為課件和學(xué)習(xí)資料，不僅可以完成知識的共享，也可以作為當(dāng)前課堂的主要輔助資料。如果在課堂之內(nèi)，教師可以營造地理情境，嘗試讓學(xué)生發(fā)揮自身的創(chuàng)造力與想象力提升自主學(xué)習(xí)能力。當(dāng)然學(xué)生在實驗過程下來中可能會產(chǎn)生一定的操作問題，如選擇黃土和沙土作為對比實驗依據(jù)時，會因為操作偏差導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生誤差，對此教師應(yīng)充分考慮實驗的可行性和典型性，讓學(xué)生可以在課外完成一些前期準備工作，充分考慮無關(guān)變量的不利干擾，正確應(yīng)對課堂新知識的形成。

（五）基于人文層面的地理實驗

地理學(xué)科中有著深厚的人文理念，開展某些人文實驗，可以幫助學(xué)生了解地理學(xué)科和人文環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)。在地理實驗的必修二中，涉及很多人文地理實驗，包括人口實驗、產(chǎn)業(yè)實驗、交通運輸實驗等。這些實驗在開展過程中，可以幫助學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生更深層次的理解。

例如，在涉及人口部分的有關(guān)地理實驗時，可以先讓學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握人口的有關(guān)知識，提前了解自己生活區(qū)域內(nèi)的人口增長模式和年齡結(jié)構(gòu)層次，并且自主收集人口數(shù)據(jù)資料，制作統(tǒng)計圖，提高思維水平和數(shù)據(jù)分析能力。在收集完所有數(shù)據(jù)之后，可以根據(jù)人口增長的特點和環(huán)境影響之間的關(guān)聯(lián)調(diào)查區(qū)域內(nèi)城市的人文現(xiàn)狀，包括城市住宅區(qū)位置布局、城市商業(yè)區(qū)、城市工業(yè)區(qū)、城市交通水準等，判斷這些因素和人口數(shù)量之間存在怎樣的關(guān)聯(lián)。在整個調(diào)查實驗階段要關(guān)注調(diào)查效率的提升，確保實驗工作的完整性，在各個小組展現(xiàn)自己的調(diào)查成果之后，可以圍繞教師對調(diào)查結(jié)果展開的討論確定有哪些需要改進的地方。如整個實驗階段，是否考慮到了市場條件、政策條件、歷史因素等。在撰寫實驗報告時，應(yīng)在班級內(nèi)提前討論交流調(diào)查結(jié)果，針對實驗過程中的不足提出改進方案，加深學(xué)生對人文地理的理解，提升學(xué)生對地理研究的興趣和主動性，樹立正確的情感價值觀。

三、結(jié)語

綜上所述，實驗教學(xué)法是高中地理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和教學(xué)途徑，在綜合分析實驗教學(xué)法的基本原則之后，可以根據(jù)原則要求確定開展實驗的具體策略，突出知識的適用性和教學(xué)內(nèi)容的生活化要求。綜合來看，未來的教學(xué)需要以學(xué)生為主體，提供更加豐富和多樣化的課堂教學(xué)形式，滿足學(xué)生的心理認知規(guī)律，讓學(xué)生能對實驗探究過程產(chǎn)生濃厚興趣，從探索過程中充分領(lǐng)悟知識以解決地理問題，提升個人素質(zhì)和地理學(xué)科素養(yǎng)。